袁绍运粮车数千辆到达，曹操用荀攸的计策，派徐晃、史涣去截击，打败了袁军，把运粮车全部烧毁。曹公与袁绍相持了几个月，虽屡次交战均斩杀敌将，但兵少粮尽，士兵疲乏，曹操对运粮的人说：“再过十五天我为你们打败袁绍，不再劳累你们了。”建安五年(公元200年)冬十月，袁绍又派车运粮，命令淳于琼等五位将领带兵一万多人护送，夜宿在袁绍军营以北四十里的地方。袁绍的谋臣许攸贪财，袁绍不能满足他，许攸便前来投奔曹操，并劝说曹操攻打淳于琼等人。曹操周围的人认为可疑，唯有荀攸、贾诩劝说曹操采纳。曹操于是留曹洪守营，自己带领步兵、骑兵五千人连夜出击，正好天明抵达。淳于琼见曹操兵少，列队出营。曹操的军队马上进攻，淳于琼退守营垒，曹操便挥军攻打。袁绍派骑兵前来援救淳于琼。曹操左右有人说：“敌骑兵已逐渐逼近我们，请下令分兵抵抗。”曹操发怒说：“敌人到了身后才报告！”士兵都奋力拼搏，大败淳于琼等人，把他们全杀了。袁绍刚听到曹操攻打淳于琼的消息，就对他儿子袁谭说：“趁他攻打淳于琼等人时，我去攻击他的军营，他们必无归宿之地了！”于是派张郃、高览去攻打曹洪。张郃等人听到淳于琼战败，便来投降曹操。袁军溃败，袁绍和袁谭丢下军队逃走，渡过黄河。曹军追赶不上，缴获了袁军的全部给养和图书珍宝，俘虏了他的将士。曹操从收缴袁绍的信件中，获取了许都和自己军队中的人与袁绍相互来往的信件，他全部烧毁，不予追究。于是冀州很多郡都献城投降了曹操。